Расчет и конструирование несущих конструкций одноэтажного промышленного здания

68815,21·203,4(65,4 +5)/ (2086,61·1058990,5) = 0,45; ,57;

 2086,61/(0,57·203,4) =18< R = 24 кН/см2.

Для комбинации усилий, догружающих подкрановую ветвь (сеч. 3-3),

N1 = -1510,65 кН; М1 = -769,43 кНм

76943·203,4·79,6/(1510,65·1058990,5) = 0,78; 1;

 = 1510,65/(0,51·203,4) = 14,6 < R = 24 кН/см2.

Устойчивость сквозной колонны как единого стержня из плоскости действия момента проверять не нужно, т.к. она обеспечена проверкой устойчивости отдельных ветвей.

3.6. Конструкция и расчет сопряжения верхней и нижней частей колонны

Расчетные комбинации усилий в сечении над уступом:

1)     М = 262,9552 кНм; N = 349,25 кН;

2)     М = -339,242 кНм; N = 543,65 кН.

Давление кранов 1161,39 кН.

Прочность стыкового шва проверяем по нормальным напряжениям в крайних точках сечения подкрановой части.

Площадь шва равна площади сечения колонны.

Первая комбинация М и N:

Наружная полка

349,25/120,48 +26295,52/2070,8 = 15,6 < RСВ = 24 кН/см2

Внутренняя полка

 349,25/120,48 – 26295,52/2070,8 = -9,8< RСВр= 0,85·24 = 20,4 кН/см2

Вторая комбинация М и N:

Наружная полка

 543,65/120,48 – 33924,2/2070,8 = -11,9 < RСВр= 0,85·24 = 20,4 кН/см2

Внутренняя полка

 543,65/120,48 + 33924,2/2070,8 = 20,9 < RСВ = 24 кН/см2.

Толщина стенки траверсы из условия смятия:

 1161,39/(34·36) = 0,9 см;

; ; 36 кН/см2

Принимаем .

Усилие во внутренней полке верхней части колонны (вторая комбинация)

543,65/2 +33924,2/45 = 1025,7 кН

Длина шва крепления вертикального ребра траверсы к стенке траверсы

Принимаем полуавтоматическую сварку проволокой марки Св-08А, d = 2 мм, ; . Назначаем ; ; ; ;

;

1025,7/(4·0,6·16,2) = 26,4 см;

В стенке подкрановой ветви делаем прорезь, в которую заводим стенку траверсы.

Для расчета шва крепления траверсы к подкрановой ветви (ш3) составляем комбинацию усилий, дающую наибольшую опорную реакцию траверсы.

Такая комбинация: N = 543,65 кН; М = 6,64 кНм.

543,65·45/(2·150) – 664/150 + 1161,39·0,9 = 1122,37 кН

Коэффициент 0,9 учитывает, что усилия N и М приняты для второго основного сечения нагрузок.

Требуемая длина шва

 1122,3/(4·0,6·16,2) = 28,9 см

Высота траверсы из условия прочности стенки подкрановой ветви в месте крепления траверсы:

1122,37/ (2·0,844·14) = 47,5 см

Принимаем 60 см.

Проверим прочность траверсы как балки, нагруженной усилиями N, М, ДMAX. Нижний пояс траверсы принимаем конструктивно из листа 460х12 мм, верхние горизонтальные ребра – из двух листов 180х12.

Геометрические характеристики траверсы:

Положение центра тяжести траверсы:

ун = (2·18·1,2·44,4 + 1,2·58,8·30,6 + 1,2·46·0,6)/(2·18·1,2 + 1,2·58,8 + 1,2·46) = 24,3 см

Iх = 1,2·58,83/12 +1,2·58,8·6,32 + 1,2·46·23,72 + 2·18·1,2·20,12 = 71588,792 см4

71588,792/35,7 = 2005,29 см3

Максимальный изгибающий момент при второй комбинации усилий:

(33924,2/150+543,65·45/(2·150))(150 – 45) = 46309 кНсм

 46309/2005,29 = 23,09 < R = 24 кН/см2

Максимальная поперечная сила в траверсе:

 543,65·45/(2·150) – 6,64/150 +1,2·1161,39·0,9/2 = 708,65 кН

 708,65/(1,2·58,8) = 12,05 < Rср = 14 кН/см2.

3.7 Конструкция и расчет базы колонны

Ширина нижней части колонны 150 см >100 см, поэтому проектируем базу раздельного типа.

Расчетная комбинация усилий в нижнем сечении колонны (сечение 4-4):

M = 688,1521кНм; N = 1144,86 кН

Усилия в ветвях колонны:

 68815,21/145 +2086,61·65,4/145 = 1415,72 Кн; 1620 кН.

База наружной ветви.

Требуемая площадь плиты

1620/0,54 = 3000 см

; (Бетон М100).

По конструктивным соображениям свес плиты c2 должен быть не менее 4см.

Тогда 9,9 +2·4 = 57,9 см. Принимаем В = 60 см;

= 3000/60 = 50 см. Принимаем L = 50 см;  50·60 = 3000 см2.

Среднее напряжение в бетоне под плитой

 = 1620/3000 = 0,54 кН/см2

Из условия симметричного расположения траверс относительно центра тяжести ветви расстояние между траверсами в свету равно:

18 +1,2 – 5) = 28,4 см; при толщине траверсы 12 мм с1 = (50 – 28,4 – 2·1,2)/2 = 9,6 см

Определяем изгибающие моменты на отдельных участках плиты:

Участок 1 (консольный свес  9,6 см)

54·9,62/2 = 24,9 кНсм

Участок 2 (консольный свес )

М2 = 0,54·52/2 = 6,75 кНсм

Участок 3 (плита, опертая на четыре стороны; b/a = 47,1/18 = 2,6 >2; a = 0,125);

·0,54·182 = 21,87 кНсм

Участок 4 (плита, опертая на четыре стороны; b/a = 47,1/9,2 = 5,1 >2; a = 0,125);

,54·9,22 = 5,7 кНсм

Принимаем для расчета МMAX = М1 = 24,9 кНсм.

Рис.3.4. База колонны

Требуемая толщина плиты = Ö (6·24,9/22) = 2,6 см

Принимаем  28 мм (2 мм – припуск на фрезеровку).

Высоту траверсы определяем из условия из условия размещения шва крепления траверсы к ветви колонны. В запас прочности все усилия в ветви передаем на траверсы через 4 угловых шва. Сварка полуавтоматическая проволокой марки Св-08А, d = 2 мм; kш = 8 мм. Требуемая длинна шва:

1620/(4·0,8·16,2) = 31,25 см

8 = 61,2 см

Принимаем .

1620/(4·0,8·(40 – 2)) = 13,3 < 16,2 кН/см2

База подкрановой ветви.

Требуемая площадь плиты = 1415,72/0,54 = 2621,7 см2

В ³ 49,5 + 2·4 = 57,5 см; принимаем В = 60 см; 2621,7/60 = 43,7 см;

принимаем L = 45 см;  45·60 = 2700 см2.

Напряжение в фундаменте под плитой  1415,72/2700 = 0,52 кН/см2.

Определим изгибающие моменты на отдельных участках плиты:

Участок 1. (консольный свес с = 5,3 см)

0,52·5,32/2 = 7,3 кНсм

Участок 2. (плита рассчитывается как консоль).

 = 0,52·11,32/2 = 33,2 кНсм

Участок 3. (плита, опертая на четыре стороны; b/a = 47,1/9,6 = 4,9 >2;;)

0,52·0,125·9,62/2 = 6 кНсм

Принимаем для расчета МMAX = M2 = 33,2 кНсм.

Требуемая толщина плиты

= Ö (6·33,2/22) = 3 см.

Принимаем  32 мм

Высоту траверсы определим из условия размещения шва крепления траверсы к ветви колонны. В запас прочности все усилия ветви передаем на траверсы через 4 угловых шва.

Сварка полуавтоматическая проволокой марки Св-08А, d = 2 мм; kш = 6 мм.

= 1415,72/(4·0,6·16,2) = 36,4 см

Принимаем .

1415,72/(4·0,6·(40 – 2)) = 15,52 < 16,2 кН/см2

4. РАСЧЕТ РЕШЕТЧАТОГО РИГЕЛЯ РАМЫ

Материал стержней ферм – сталь марки С245.

4.1 Определение усилий в стержнях фермы

Постоянная нагрузка:

Fg = 1,1152·6·3 = 20 кН

Рис. 4.1. Расчетная схема постоянной нагрузки

Снеговая нагрузка:

Fсн = 1,5·6·3·1.6 = 43 кН

Рис. 4.2. Расчетная схема снеговой нагрузки

Рис.4.3. Диаграмма усилий от постоянной (или снеговой) нагрузки

Нагрузки от рамных моментов:

1)  -392,403 кНм; = -161,71 кНм;

2)  -392,403 – (-226,614) = -165,789 кНм; -161,71 – (-226,614) = 64,904 кНм.

Для построения диаграммы единичный момент заменяем парой сил с плечом, равным расчетной высоте фермы на опоре:

Н = М/(hоп - Sz0) =1/(3,15 – 0,1) = 0,328 кН.

Значения вертикальных опорных реакций фермы:

FA = - FB = M/ℓ = 1/29,55 = 0,0338 кН.

 В

Рис.4.4. Расчетная схема усилий

Рис.4.5. Диаграмма усилий от единичного момента

Расчетные усилия в элементах фермы сведены в таблицу 4.1.

4.2. Подбор и проверка сечений стержней фермы

Результаты расчета сведены в таблицу 4.2.

Таблица 4.1 Расчетные усилия в элементах фермы, кН

Таблица 4.2. Таблица проверки сечений стержней фермы, кН

4.3 Расчет узлов фермы

Для сварки узлов фермы применяем полуавтоматическую сварку проволокой Св-08Г2С d=2мм; kш max =8 мм; ; ; ;  =165·1,05 = 173.

Несущая способность швов определяется прочностью на границе сплавления () =17,3кН/см2;

Расчет швов приведен в табл. 4.3.

Таблица 4.3

Толщина фасонок – 6 мм. Очертание фасонок – в форме прямоугольника.

ЛИТЕРАТУРА

1. Беленя Е.И. и др. Металлические конструкции. М.: Стройиздат, 1985.- 560 с.

2. СНиП 2.01.07.-85. Строительные нормы и правила. Нагрузки и воздействия. – М.: Стройиздат, 1988.-34 с.

3. СНиП II-23-81*. Строительные нормы и правила. Стальные конструкции.-М.: Стройиздат, 1990.-96 с.

Страницы: 1, 2